Microbiota intestinal y envejecimiento saludable

El tracto digestivo humano está habitado por numerosos microorganismos, predominando los phylus bacterianos de la comunidad microbiana intestinal. Los phylus principales son Bacteriodetes y Firmicutes. Muchos organismos intestinales generan metabolitos y ejercen funciones importantes para el envejecimiento saludable.

Se ha comprobado que las microbiotas intestinales (MI) individuales tienen distintos perfiles; los adultos son los que muestran más variaciones interindividuales. Sin embargo, a los largo de la vida, la MI de los adultos sanos es relativamente estable, incluso a lo largo del tiempo.

Dicha estabilidad aparece ya en los primeros años de vida, pero depende de la dieta del huésped y su estado de salud. También conecta al ambiente intestinal con el epigenoma, pero su comunicación con los sistemas del huésped implica diversas redes de señalización y mediadores.

El "eje intestino-cerebro" conecta la MI con el sistema nervioso central, a través de neuronas, hormonas o citocinas.

A pesar de la gran variación interindividual del perfil de la MI, hay una variedad de genes bacterianos que los huéspedes comparten. Este "microbioma central funcional" (MCF) está dado colectivamente por diferentes taxones microbianos, indicando que diferentes especies microbianas pueden reemplazarse funcionalmente entre sí.

Los enterotipos (racimos metagenómicos microbianos) intestinales hallados en muestras fecales de todo el mundo, se caracterizan por tener mayor abundancia de las familias Bacteroidaceae. NO se correlacionan con las características del host, como el índice de masa corporal, el género e incluso la edad, lo que implica su universalidad. Un estudio filogenético halló un MCF común a 4 grupos etarios diferentes: jóvenes (22–48), ancianos (65–75), centenario (99–104) y semi-supercentenario (105-109): Bacteroidaceae, Ruminococcaceae y Lachnospiraceae.

Se piensa que la composición y diversidad de la MI cambia con la edad. O sea,  la MI de los ancianos es más diversa y variable. Ciertos cambios en la composición y la diversidad se asocian con la edad biológica o funcional, independiente de la edad cronológica.

La mayoría de los mencionados grupos etarios parece poseer una función central común de sus MI, dada por los miembros de los taxones más abundantes. Se ha concluido que lo importante para un envejecimiento saludable sería un cambio en la composición del MCF en la edad avanzada o, el enriquecimiento de las funciones no centrales.

Un enfoque potencialmente productivo para los roles de la MMI en el envejecimiento humano consiste en recopilar los cambios de la MI relacionados con la edad y examinar si los cambios tienen alguna importancia biológica. Como indicadores de la edad biológica se utilizaron varias medidas de la fragilidad y se halló que las características de la MI se asociaron con la edad biológica. Por otra parte, la diversidad de la MI se correlaciona inversamente con la edad biológica pero no con la edad cronológica.

Según las investigaciones, la disminución en general de la riqueza de la MI coincide con la acción de taxones microbianos se asocia con el envejecimiento no saludable. Por lo tanto, lo que sucede en la MI a mayor edad biológica puede ser muy diferente de lo que sucede con la edad cronológica, de allí la importancia de usar una medida biológica o funcional para los estudios de envejecimiento. Incluso con un cambio relacionado con la edad que parece biológicamente significativo es difícil determinar si la MI humana interviene en el envejecimiento, pero falta profundizar la investigación.

> Vías de señalización de nutrientes

La nutrición es el factor principal que da forma a la MI del huésped, afectando a su epigenoma, y puede vincular a la MI con el genoma del huésped. También es un factor ambiental clave que interactúa con los genes del huésped, especialmente aquellos de las vías de señalización de nutrientes. Por lo tanto:

La nutrición es un factor común que relaciona la MI con el genoma humano.

La restricción dietética o calórica (RDC) moderada influye tanto en la salud como en la vida útil, pero todavía queda mucho por aprender. La disponibilidad de nutrientes puede no ser el único insumo que puede afectar las vías que activan la respuesta a la RDC, porque las modificaciones de las neuronas gustativas u olfativas o, como se observó en un estudio animal (estudios de Caenorhabditis eleginos y Drosophila melanogaster), incluso el tratamiento de animales con olores derivados de la dieta, pueden modular esperanza de vida

Las vías de señalización de nutrientes incluyen las vías de señalización la insulina y del factor de crecimiento símil insulina. La activación de la proteinaquinasa (PK) B por la abundanci9a de nutrientes inactiva FOXO (Forkhead box O transcription factor), considerado un factor clave para la longevidad, ya que induce la expresión de muchas proteínas del metabolismo celular, la autofagia y la respuesta al estrés.

Por lo tanto, la menor disponibilidad de nutrientes o las mutaciones que debilitan la actividad de la PK, mejoran la actividad de FOXO. La barrera intestinal y las funciones de transporte de los nutrientes disminuyen con el envejecimiento y la disbiosis debilita la función de barrera del intestino, provocando mayor mortalidad de, como se observó en  las moscas de la fruta envejecidas.

Otra vía importante de señalización de nutrientes comprende mTOR (N del T: proteína que ayuda a controlar varias funciones celulares, incluso la multiplicación y la supervivencia de las células; se une con la rapamicina y otros medicamento.

No solo responde a los nutrientes sino también a otras señales, como hormona de crecimiento y mitógenos. La rapamicina dirigida a mTOR bloquea la vía de señalización del crecimiento y la proliferación celular. En los ratones, la salud y la extensión de la esperanza de vida por intervención dietética o inhibición de la actividad de TOR por rapamicina implica una MI alterada.

La MI y las vías de señalización de los nutrientes del huésped están interconectados

La nutrición es el principal factor común e influye profundamente a nivel funcional, modulando la salud y la esperanza de vida del huésped (estudios en vermes). La MI depende de las vías de señalización de nutrientes del huésped para sus efectos beneficiosos en la salud y esperanza de vida, mientras que la disbiosis intestinal (DI) que interrumpe la interdependencia puede disminuir los efectos beneficiosos o incluso generar efectos inversos. La DI puede desencadenar la respuesta inmune innata y la inflamación crónica de grado bajo, dando lugar a procesos patológicos y envejecimiento alterado.

La microbiota intestinal se comunica con el huésped mediante varias biomoléculas, independiente de la vía de  señalización de nutrientes y mecanismos epigenéticos. La alteración de estas comunicaciones por la DI relacionada con la edad puede afectar la salud del huésped y la esperanza de vida, lo que explicaría el impacto del microbioma intestinal en la salud y el envejecimiento.

Los cambios en la composición microbiana o el crecimiento de ciertos taxones provoca DI, que es la interrupción de la homeostasis comensal entre el huésped y la MI. La DI se asocia con muchas condiciones patológicas, como enfermedad intestinal inflamatoria, obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas.

Los estudios en organismos indican que la DI relacionada con la edad contribuye a un envejecimiento anormal y menor longevidad. La MI depende de las vías de señalización de los nutrientes del huésped para brindar beneficios a la salud del huésped y su expectativa de vida. La DI que interrumpe la interdependencia puede disminuir los efectos beneficiosos o aún revertirlos.